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Exercice 3

Chlorure de baryum - Dissolution et concentrations ioniques Niveau : Moyen

1 Énoncé

On dissout $0,20\text{ g}$ de chlorure de baryum (II) $\text{BaCl}_2$ dans une quantité d'eau suffisante de manière à obtenir $500\text{ mL}$ de solution.

Données : $M_{Ba} = 137\text{ g/mol}$, $M_{Cl} = 35,5\text{ g/mol}$

Quelle est la quantité de matière de soluté dissous dans l'eau ?

✅ Solution

On a : la masse molaire du chlorure de baryum $\text{BaCl}_2$ :

$$M = M_{Ba} + 2M_{Cl} = 137 + 2 \times 35,5 = 137 + 71 = 208\text{ g/mol}$$

Or : par définition, $n = \dfrac{m}{M}$, donc :

$$n = \frac{0,20}{208} = 9,6 \times 10^{-4}\text{ mol}$$

Conclusion : $n = 9,6 \times 10^{-4}\text{ mol}$

En déduire la concentration molaire en soluté apporté de la solution obtenue.

✅ Solution

On a : $V = 500\text{ mL} = 0,500\text{ L}$, et par définition $C = \dfrac{n}{V}$.

Donc :

$$C = \frac{9,6 \times 10^{-4}}{0,500} = 1,92 \times 10^{-3}\text{ mol/L}$$

Conclusion : $C = 1,92 \times 10^{-3}\text{ mol/L}$

Écrire l'équation bilan de la dissolution du chlorure de baryum (II) dans l'eau.

✅ Solution

On a : le chlorure de baryum, une fois dissous, se dissocie totalement en ses ions $\text{Ba}^{2+}$ et $\text{Cl}^-$ :

$$\text{BaCl}_2 \xrightarrow{H_2O} \text{Ba}^{2+}_{(aq)} + 2\text{Cl}^-_{(aq)}$$

En déduire les concentrations molaires des ions $\text{Ba}^{2+}$ et $\text{Cl}^-$ dans la solution.

✅ Solution

D'après l'équation de dissolution : $\text{BaCl}_2 \longrightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\text{Cl}^-$ : chaque mole de $\text{BaCl}_2$ dissoute libère 1 mol de $\text{Ba}^{2+}$ et 2 mol de $\text{Cl}^-$. Or $C$ (calculée à la question 2) représente la concentration en soluté apporté $\text{BaCl}_2$, donc :

$$[\text{Ba}^{2+}] = 1 \times C = 1,92 \times 10^{-3}\text{ mol/L}$$

De même :

$$[\text{Cl}^-] = 2 \times C = 2 \times 1,92 \times 10^{-3} = 3,84 \times 10^{-3}\text{ mol/L}$$

                                Résultats
                                \([\text{Ba}^{2+}] = 1,92 \times 10^{-3}\text{ mol/L}\)
\([\text{Cl}^-] = 3,84 \times 10^{-3}\text{ mol/L}\)

                            

Remarque : ici la dissolution est totale (le sel est entièrement soluble dans l'eau ajoutée), donc le passage direct « [ion] = coefficient stœchiométrique × C » suffit — le tableau d'avancement (outil du chapitre des transformations chimiques, utile quand la réaction n'est pas forcément totale) n'est pas nécessaire.

Exercice 2 Exercice 4